Родился в Снеке (Нидерланды). Обучался астрономии в Утрехтском университете. С 1908 по 1910 под руководством Якобуса Каптейна работал в Гронингенском университете. В 1911 переехал в США и устроился волонтёром в Йеркской обсерватории. Через год перевёлся в обсерваторию Маунт-Вильсон, где проработал до своей смерти в 1946 году.
Известен работами в области астрометрии — определения параллаксов и собственного движения звёзд и туманных объектов.
В 1917 году открыл звезду с большим собственным движением, получившую позже собственное имя — «Звезда ван Маанена».
Известен ошибочным «открытием» вращения галактик, в том числе M101, M74, M33 и M51. Данные ван Маанена использовались в Большом споре — дискуссии о природе «спиральных туманностей» между Харлоу Шепли и Хербером Кертисом в апреле 1920 года. Так, полученное значение собственного движения деталей галактики M101 0,02? в год обозначало бы, что расстояние до объекта гораздо меньше размеров нашей галактики Млечный Путь и исключает его внегалактическую природу.
